Gefäßaufbaus

Gefäßaufbau beschreibt die Bildung, Verzahnung und Reifung des Gefäßsystems. Er umfasst mehrere koordinierte Prozesse, hauptsächlich Vasculogenese (Bildung der ersten Gefäße in der Embryonalentwicklung) und Angiogenese (Bildung neuer Gefäße aus bestehenden), sowie Arteriogenese (Spezifikation und Reifung von Arterien).

Vasculogenese beginnt aus mesodermalen Angioblasten, die Endothelzellschichten bilden und zu einem primären Gefäßplexus zusammenwachsen. Durch Prozesse der Lumenbildung und Gefäßverschachtelung entstehen zunächst einfache Kapillarnetze. Zentrale Rolle spielt der Wachstumsfaktor VEGF, der Endothelzellen anzieht und das Gefäßgewebe differenziert. Weitere Signalwege, darunter FGF und BMP, unterstützen die Gefäßbildung und Musterbildung.

Angiogenese beschreibt das Sprießen neuer Gefäße aus bestehenden Gefäßen. Ausgehende Endothelzellen formen Sprouts, während sogenannte Tip-Zellen Migration und Orientierung steuern; Stielzellen proliferieren und bilden neue Lumen. Die Regulation erfolgt durch Gleichgewicht von VEGF-Influx und Notch-DLL-Signalen, das das Verhältnis von Proliferation und Differenzierung festlegt. Nach der Verbindung der Sprouts entstehen neue Gefäßverbindungen, und die extrazelluläre Matrix wird remodelt.

Reifung und Stabilisierung der neu gebildeten Gefäße erfolgen durch die Rekrutierung von Perizyten und glatten Muskelzellen, die Bildung einer Basalmembran und die Distinktion von Arterien-, Venolen- und Kapillargefäßen. Mechanische Reize wie Blutfluss und Wandstress tragen weiter zur Gefäßremodellierung bei. Arteriogenese beschreibt insbesondere die Ausdifferenzierung in arterielle Gefäße.

Bedeutung und Regulation: Zentrale Signale sind VEGF-Familie, FGFs, PDGF und Angiopoetinen; Notch-DLL-Pathways modulieren die Gefäßentwicklung. Gefäßaufbau ist entscheidend für Embryonalentwicklung, Wundheilung und Gewebehomöostase, spielt aber auch eine Rolle in Pathologien wie Tumorangiogenese, diabetischer Retinopathie und vaskulären Erkrankungen. Therapeutisch werden Angiogeneseprozesse gezielt moduliert, etwa durch VEGF-Inhibitoren.